[Zurück]

C. Cervenka:
"Einfluss von PCM auf das Verhalten von Bauteilen";
Betreuer/in(nen): A. Korjenic, T. Bednar; Institut für Hochbau und Technologie, Zentrum für Bauphysik und Bauakustik, 2008; Abschlussprüfung: 13.06.2008.

Die Diplomarbeit beschäftigt sich einleitend mit einer kurzen Literaturrecherche, bei der die Einflussfaktoren auf das Raumklima und die Arten der Wärmespeicherung (sensibel und latent) behandelt werden. Ein weiterer wichtiger Punkt befasst sich mit den Anforderungen, die bei der Wahl von "Phase Change Materials" (nachfolgend mit PCM abgekürzt) beachtet werden sollten, sowie mit den Eigenschaften für die im Bauwesen wichtigsten PCM-Stoffe.
Das eigentliche Ziel dieser Arbeit ist zunächst die experimentelle Bestimmung der temperaturabhängigen spezifischen Wärmekapazität für 3 ausgewählte PCM-s, um anschließend den Einfluss ihrer thermischen Eigenschaften auf Bauteile überprüfen zu können.
Dazu wurden mit Hilfe des Simulationsprogramms "buildopt" für ein Achtzonenmodell, das ein Einfamilienhaus abbilden soll, verschiedene Varianten mit unterschiedlicher Lage und Stärke der PCM-Füllungen im Hochlochziegel untersucht.
Abschließend wurden die Auswirkungen durch den PCM-Einsatz auf den Heizwärme- und Kühlbedarf sowie auf die sich einstellende operative Raumtemperatur dargestellt.
Bei den durchgeführten Untersuchungen hat sich gezeigt, dass jene Variante, bei der die ersten 5cm der Ziegelhochlöcher mit PCM verfüllt sind und deren Phasenwechseltemperatur zwischen 20 und 22°C liegt, die sinnvollste ist, denn dadurch ist es möglich, den Fensterflächenanteil vom niederen (13%) auf den mittleren (20%) Verglasungsanteil zu erhöhen, ohne dass sich die thermischen Eigenschaften des Gebäudes, wie Heizwärmebedarf und maximale operative Raumtemperatur verschlechtern.
Damit konnten Grundlagen für die Entwicklung eines neuen Außen- und Zwischenwandziegels mit PCM-Füllungen geschaffen werden.
Diese neue Ziegelgeneration sollte durch den PCM-Einsatz eine hohe Wärmespeicherfähigkeit der Räume gewährleisten und damit effektiv zur Verbesserung des sommerlichen Wärmeschutzes und der damit einhergehenden Minimierung bzw. den Verzicht des Energiebedarfes für Klimatisierungszwecke beitragen.

The Master´s Thesis deals by the way of an introduction, with a short literature search of which the factors that influences the rooms climate and the kind of warm storage (sensitively and latent) are treated. Another important point deals with the requirements which should be followed with a choice of "Phase Change materials" (in the following with PCM-s shortened) as well as with the qualities for the PCM-materials, which are most important in the civil engineering.
The real purpose of this work is firstly, the experimental regulation of the specific warm capacity, dependent on temperature for 3 well-chosen PCM-s, remembering to check afterwards the influence of their thermal qualities on components.
In addition different variations with different positions and strength of the PCM-fillings in the vertically perforated brick are examined with the help of the simulation program "buildopt" for an 8-zonal model, which should illustrate a single-family house.
Finally the consequences are shown with the PCM-application at the heating demand and cooling demand as well as on the appearing operative ambient temperature.
The carried out investigations have appeared that the variant, where the first 5 cm of the vertically perforated brick are filled with PCM and whose Phase-Change-Temperature has lain between 20 and 22°C, has shown the most sensible effect. Thereby it´s possible to raise the window surface from low (13%) to middle (20%), without making worse the thermal qualities of the building.
With these bases a new external wall brick and internal wall brick with PCM-fillings can be created.
This new brick generation should guarantee a high heat accumulating ability of the rooms by the PCM-application and contribute to the improvement of the summery heat insulation, the minimisation and the renunciation of the energy demand for climate control purposes.

PCM, Temperaturstabilität, HWB, KB